所属课程：信号与系统实验
 
教学要求：该实验为仿真验证性实验。要求学生能够基本掌握MATLAB 的基本编程方法，并能够通过MATLAB对信号与系统在Z域进行系统的分析及计算机模拟实现。
 
开设地点：海韵园实验楼304 (主)/ 302(备)
 
可容纳学生数：304 — 45人 / 302 – 60人
 
仪器设备软硬件环境：
硬件：实验桌配有示波器、信号源；电脑；信号与系统硬件实验箱
软件：预装MATLAB 2011B虚拟仿真实验开发环境
 
课程活动链接：学生选课、课件资料下载、作业上传、教师批改、课程通知公告
         信号与系统实验（电子信息2班）：http://l.xmu.edu.cn/course/view.php?id=405
   
（2）虚拟仿真特色和虚拟仿真手段达到的互动效果、程度
    该实验采用动态可视化建模方法，以MATLAB数值仿真为基础，同时辅助可视化动态呈现。帮助学生实现完整的从理论到实际的知识体系结构，即了解了高级语言的编程方法，又掌握了相关建模方法的动态逐步细节呈现，克服了以往单纯的MATLAB静态非可视化仿真，而缺乏从数学模型到物理理论再到具象呈现的认识缺陷。
 
（3）实验内容
    通过零极点分布来分析离散系统频率响应（参考P303函数pz_plxy）。理论要点：
    通过本课程的S域知识，我们知道：
                  (1)
                                                 (2)
                                   (3)
                                     (4)
如此，可以通过对传递函数的零极点分布情况，来描绘出系统的频率响应，原理如图：

图1 S域矢量作图求频率响应
 
对照S域讲解，得Z域与S域区别在于：
                                (7)
                                        (8)
                                            (9)

图2 Z域矢量作图求频率响应
 
如此，首先课堂上将演示Matlab作出的可视化建模过程动画，教师讲解设计相关代码，进一步加深对教学内容的印象。
之后，先让学生动手完善程序，通过详细对照代码获得幅频响应和相频响应。
然后，课堂上选择同学提交的代码，讲述幅频响应、相频响应公式的MATLAB实现。在此基础上我们通过matlab的set（h,’Xdata’,’Ydata’,…）, pause(n) 这些绘制动态图形的语句引入，在代码基础上添加动态可视化的绘图语句，使得MATLAB环境下复平面上动态地逐点绘制幅频响应和相频响应，更好地让学生了解MATLAB这种现代数学工具的强大优势，吸引学生的兴趣，并且，潜移默化的，加深了学生对零极点图获得复平面上矢量，从而采用“点频”逐点描点的方式，获得信号频率响应的方法，更加深刻地认识到信号与系统中数学模型的原理及其应用。
 
 
（4）实验效果
    MATLAB仿真的信号波形可以很直观的观察在不同参数下的仿真实验结果，典型的仿真信号如图3所示。

图3 Z域频响动态可视化建模截图
 
MATLAB仿真的动态可视化建模过程，可以通过如下动画效果演示。
（5）学生反馈
    通过实验，学生学到了更多理论课上不能学到的知识及技能，实验动手能力也得到了进一步地提高，在实验过程中也培养了良好的实验素养，能够按照规范的流程编辑代码并完成动态可视化建模过程的虚拟仿真。遇到困难也会根据自己所学的理论知识寻找解决方法。